泥土盐渍化径直影响作物产量和品性,是公共农业靠近的重要挑战之一。天然植物进化出保管离子均衡和浸透稳态等一系列合适性机制。然而,反映基因转录的动态调控机制尚不明晰。中介体复合物(Mediator complex)是重要的转录共疗养因子,起着相接转录因子与RNA团员酶Ⅱ的桥梁作用。该复合体由头部、中部、尾部和CDK8激酶亚基四个模块构成,然而CDK8等中介体亚基在植物莽撞盐挟制进程的基因转录调控作用尚未报谈。
近日,河南大学省部共建作物窘境合适与检阅国度重心本质室/人命科学学院/河南大学三亚议论院祝英方团队在Nature Communications发表了题为“Salt stress activates the CDK8-AHL10-SUVH2/9 module to dynamically regulate salt tolerance in Arabidopsis”的议论论文。
该议论通过分析CDK8突变体和过抒发转基因株系的盐挟制表型,发现CDK8正向疗养植物盐挟制反映和耐受性;发现盐挟制指示显赫增强CDK8的激酶活性,而卵白抒发相对踏实。激酶活性缺失转基因株系不可回补cdk8突变体的盐明锐表型。卵白磷酸化组学分析发现,CDK8与AHL10互作并磷酸化AHL10的第314丝氨酸(Ser314)。卵白降解实考据实盐指示AHL10卵白降解;同期,CDK8介导的AHL10的磷酸化促进AHL10的卵白降解,从而促进植物的耐盐性。畴昔条款下,AHL10麇集盐挟制反映基因的开动子抑止其抒发,而盐挟制介导AHL10磷酸化会促进其通过26s卵白酶体被降解,从而排除对盐挟制反映基因抒发的抑止。该纵容标明盐挟制介导的AHL10降解部分依赖于CDK8的磷酸化。
转录组分析表露,CDK8不错疗养向上20%的盐挟制反映基因,其中大要一半的基因也受AHL10 的疗养。一些转折盐挟制反映基因的抒发(如DREB2A, MYB15和ANAC040)在cdk8突变体中被抑止,而在ahl10突变体和AHL10pro:AHL10S314D转基因株系中被增强。ChIP-seq分析揭示,AHL10大致麇集盐挟制反映基因开动子的核基质附着区中富含AT的DNA序列,并招募SUVH2/9复合体,促进H3K9me2修饰,AG百家乐网站地址来抑止这些基因的转录。
综上,该议论提倡了一个责任模子:在畴昔条款下,CDK8的激酶活性较低,AHL10-SUVH2/9复合物在盐反映基因开动子区域积蓄,抑止这些基因的转录。在盐挟制条款下,CDK8的激酶活性被激活并磷酸化AHL10,促使其卵白降解,从而排除对盐反映基因的转录抑止,进而增强植物的盐耐受性。本议论揭示了CDK8-AHL10-SUVH2/9模块动作植物盐挟制反映的转折分子开关,通过动态疗养盐反映基因的转录来匡助植物合适盐挟制环境。
河南大学祝英方指示为本文的通信作家,河南大学罢了业博士生郭鹏程和Leelyn Chong副指示为本文的共同第一作家。河南大学博士后焦志鑫,博士生许睿以及安徽农业大学牛庆丰指示参与了本议论。该议论赢得国度天然科学基金和河南省高校科技转变东谈主才规画的鼎力维持。
祝英方,河南大学明德特聘指示拔尖东谈主才。主要议论地点为植物合适环境挟制的分子机制,尤其是在中介体复合体均衡窘境莽撞和助长发育的功能及疗养机制方面取得了系列议论进展,频年来揭示CDK8通过转录因子RAP2.6与SnRK2.6酿成卵白复合体,促进RNA团员酶II的招募并激活ABA反映基因转录,从而正向疗养植物的干旱抗性 (New Phytol, 2020);在番茄里筛选到CDK8的新底物TCP15,并发达了CDK8通过磷酸化TCP15促进番茄花粉发育和果实产量的新机制 (Plant Physiol, 2024);修复了中介因子成员MED25与MED16通过竞争性与ABA信号通路的转录因子ABI5互作,各异疗养ABA下流基因转录激活的机制模子 (J Integr Plant Biol, 2021),为栽植抗逆高产的作物新品种提供了新想路。

图1 CDK8-AHL10-SUVH2/9分子模块动态疗养盐挟制反映
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